-인류의 위대한 거보 내딛은 천문학자 케플러 20세기 천문학의 영웅 허블이 온갖 행운을 타고난 사람이라면, 17세기 천문학의 영웅 요하네스 케플러는 온갖 불행을 껴안고 태어난 사람이었다. 코페르니쿠스 이후 최고의 천재 천문학자로 꼽히는 케플러이지만, 그의 생애는 가난과 질병, 전쟁, 추방으로 점철된, 비참하기 이를 데 없는 삶이었다. 우선 그의 불행 목록을 잠시 요약해보기로 하자. 요하네스 케플러는 코페르니쿠스의 지동설이 발표된 지 28년 후인 1571년 12월 27일, 독일의 작은 도시 바일에서 태어났다. 칠삭둥이인데다 태어나면서부터 병약했다. 아버지는 “부도덕하고 거칠고 싸움꾼”인 용병이었고, 어머니는 술집 딸로 “성미가 까다롭고 수다스러운” 여자였다.(케플러의 표현) 양친 누구로부터도 그다지 사랑을 받지 못한 케플러는 4살 때 천연두를 앓아 그 후유증으로 근시에 복시(複視)까지 겹쳐 평생을 고통받으며 살았다. 내장기관도 좋지 않았고, 손가락도 온전하지 못해, 가족들이 보기에 장래에 선택할 수 있는 직업이라곤 성직자밖엔 없어 보였다. 아버지는 얼마 후 집을 떠나고는 다시는 돌아오지 않았다. 한마디로 모든 불운을 한 몸에 타고난 아이가 바로 어린 시절의 케플러였다. 가족들은 어린 케플러를 성직자로 만들기 위해 수도원 학교에 넣었다. 병약하고 내성적인 케플러가 동급생들에게 인기가 있을 리 없었다. 스스로도 “나는 성격도 별로 안 좋고...” 등등의 부정적인 묘사를 하기 일쑤였다. 아이들에게 왕따 당하거나 매 맞는 적도 드물지 않았다. 한마디로 3류 인생으로 온갖 멸시를 받으며 어린 시절을 보내야 했다. 그러나, 결코 무시할 수 없는 하나의 재능을 그는 갖고 있었다. 바로 명석한 두뇌였다. 그가 가난한 집안으로부터 거의 학비 지원을 받을 수 없었음에도 대학까지 갔던 것은 오로지 뛰어난 머리 덕분이었다. 항상 장학금을 받아냈던 것이다. 특히 수학에서 그는 발군의 재능을 보였다. 케플러는 대학에서 신학과 철학을 전공했지만, 틈틈이 수학과 천문학을 공부하며 과학적 지식을 쌓아나갔다. 수학의 천재였던 케플러는 프톨레마이오스 체계보다 코페르니쿠스 체계가 수학적으로 더욱 아름답다고 생각했다. 그는 유클리드 기하학을 배우면서 완전한 형상과 코스모스의 영광을 엿보았다는 느낌을 받았다. 그때의 심경을 케플러는 이렇게 표현했다. “기하학은 천지창조 이전부터 있었다. 기하학은 신의 뜻과 함께 영원히 공존한다. (...) 기하학은 천지창조의 본보기였다. (...) 기하학은 신 그 자체이다.” 대학을 졸업하고 신학 학위 과정에 들어가려 했던 케플러에게 그라츠의 한 개신교 학교에서 수학과 천문학을 가르쳐달라는 제안이 들어왔을 때, 22살의 그는 주저없이 목사의 길을 버리고 신학교를 떠났다. 그라츠에서 케플러에게 맡겨진 임무 중의 하나는 예언과 부합하도록 점성력(占星曆)을 뜯어고치는 일이었다. 당시 이런 일은 관행이었다. 16세기에는 천문학과 점성술은 그 경계가 모호했다. 케플러의 첫 달력이 나왔을 때 그가 예상치 못한 결과가 나타났다. 그는 터키의 침공과 추운 겨울을 예견했는데, 두 가지 예측이 모두 들어맞아 예언자로 명성을 얻게 되었던 것이다. 그는 살면서 궁할 때마다 점성술로 돌아오곤 했지만, 그 자신은 점성술을 믿지 않았다. 점성술에 대한 그의 한탄이 그것을 증명해준다. “점성술은 어머니인 천문학을 먹여살리는 슬픈 창녀일 뿐이다.” 케플러가 우주를 창조한 신의 마음을 알기 위한 기나긴 여행을 떠나게 된 것은 하나의 계시 때문이었다. 천문학의 일대 혁신을 가져온 계시의 순간은 어느 화창한 여름날 그가 학생들에게 기하학을 가르칠 때 찾아왔다. 행성들은 왜 코페르니쿠스가 알아낸 간격의 궤도만을 따라 도는가? 그 누구도 던져보지 못한 질문이었다. 케플러의 생각은 태양계 구조의 근본에까지 닿았던 것이다. 케플러는 행성 궤도와 기하학은 깊은 관련이 있을 거라는 자신의 가설을 입증하기 위해 기나긴 여정에 들어섰다. 그리고 이윽고 태양계의 비밀을 푸는 기하학적 열쇠를 손에 쥐었다고 확신했지만, 여전히 다른 의문들이 남아 있었다. ‘왜 바깥쪽 행성은 안쪽 행성보다 느리게 태양 둘레는 도는가?’ 이는 케플러 이전의 어떤 천문학자도 제기하지 않았던 문제였다. 케플러는 이에 대해 태양으로부터 나오는 빛과 같은 어떤 보이지 않는 힘이 행성들을 조종한다고 결론 내렸다. 케플러는 자신의 이런 이론을 담아 '우주의 신비'(1596)라는 제목으로 책을 출간, 여러 곳에 보냈다. 갈릴레오도 그 책을 받은 사람 중의 하나였지만, 서문만 읽어보고는 내용은 끝내 읽지 않았다. 반면 튀코 브레헤는 케플러의 이론에 감명받았을 뿐 아니라, 케플러의 ‘천재’를 알아보았다. '우주의 신비'는 케플러의 삶을 바꾸어놓았다. 시골 학교의 수학 선생에 지나지 않았던 케플러는 이 책으로 인해 유럽 천문학계에 어느 정도 이름이 알려졌고, 이것을 고리로 하여 황실 수학자이자 우라니엔보리 천문대장인 튀코 브라헤(1546~1601)의 초청을 받아 그와 같이 일하게 되었다. 역사상 가장 위대한 육안 관측 천문학자로 꼽히는 튀코는 당시 가장 정확하고 풍부한 행성 관측자료를 갖고 있었다. 그러나 그것을 요리할 만한 수학적인 밑천이 부족했다. 이에 반해, 케플러는 시력이 나빠 관측에는 약했지만, 강력한 이론적인 무기, 곧 수학을 갖고 있었다. 이런 면에서 본다면 둘은 어느 정도 궁합이 맞는 짝이라 할 수 있었다. 케플러의 '화성 전쟁' 케플러가 튀코의 조수로 가게 된 또 하나의 이유는 튀코가 가지고 있던 풍부한 관측자료에 있었다. 매의 눈을 가진 튀코는 망원경이 발명되기 35년 전부터 행성의 겉보기 운동을 측정하는 데 모든 것을 바친 인물이었다. 따라서 그가 행한 관측의 정밀도는 당대 최고였다. 54살의 튀코와 29살의 케플러의 만남은 그다지 부드럽지 못했다. 한 사람은 당대 최고의 기량을 자랑하는 관측의 귀재였고, 다른 한 사람은 제일의 이론가였다. 협력은 쉽지 않았다. 튀코의 경계심 때문이었다. 행인지 불행인지 케플러가 우라니엔보리에서 일한 지 18개월 만에 튀코는 병으로 급사했다. 어느 만찬에서 포도주를 과음한 뒤 소변을 참다가 방광염에 걸렸고, 그것이 악화되어 며칠 후 숨을 거둔 것이다. 브라헤는 숨을 거두기 직전 "내 삶이 헛되지 않았다고 하소서!" 하고 외친 튀코는 그토록 아끼던 관측자료를 케플러에게 모두 물려준다고 유언했다. 튀코가 죽은 후 케플러는 그 뒤를 이어 황실 수학자로 임명되었고, 튀코의 자료 분석에 밤낮 없이 매달렸다. 케플러가 가장 시간과 정열을 쏟아부었던 과제는 화성 궤도 계산이었다. 지구와 화성이 실제로 태양 주위를 어떤 식으로 운동하기에 화성이 우리 눈에 공중제비를 돌듯이 역행운동을 하는 것일까? 실제로 화성을 관측하노라면, 이제껏 왼쪽으로만 운행하던 화성이 어느 날부터 갑자기 오른쪽으로 방향을 틀어 움직이기 시작하는 것을 볼 수 있다. 그러다가 얼마 후엔 이윽고 다시 방향을 틀어 왼쪽으로 운행을 계속하는 것이다. 이것이 유명한 화성의 역행운동으로, 고래로부터 수많은 천문학자들로 하여금 머리를 싸매게 한 불가사의한 현상이었다. 기원전 6세기의 피타고라스부터 플라톤, 프톨레마이오스 등 모든 천문학자들이 행성들의 궤도는 원이라고 믿어 의심치 않았다. 원이야말로 가장 완벽한 기하학적 도형이므로, 완벽한 존재들인 천상의 천체들은 마땅히 원운동을 해야 하는 것이다. 갈릴레오, 튀코, 코페르니쿠스도 행성 궤도가 원이라는 데에 티끌만한 의심도 없었다. 케플러 역시 화성이 태양 주위를 원궤도에 따라 돈다고 간주하고 브라헤의 관측자료를 분석하고 궤도계산에 매달렸다. 쉽게 끝날 것 같았던 계산은 8년간이나 계속되었다. 그는 복잡하고 지루한 계산을 무려 70차례나 되풀이했다. 이른바 케플러의 ‘화성전쟁’이라 일컬어지는 지난한 작업이었다. 그는 자신의 책에서 이 과정을 지루하다고 느낄지도 모르는 독자를 위해 이런 각주를 달아두기까지 했다. “이 지루한 과정이 진력나시거든, 이런 계산을 적어도 70번이나 했던 저를 생각하시고 참아주십시오.” 케플러는 타원공식을 사용해 다시 자료분석을 시도했다. 그 공식은 고대 그리스의 페르가의 아폴로니오스(BC 262~190)가 처음 만들어낸 식이었다. 결과는 브라헤의 관측값과 완전 일치했다! 케플러는 탄성과 탄식을 함께 토해냈다. “자연의 진리가 나의 거부로 쫓겨났었지만, 인정을 받고자 겉모습을 바꾸고 슬그머니 뒷문으로 들어왔으니.... 아, 나야말로 정말 멍청이였구나!” 화성이 타원궤도를 돈다는 것은 이렇게 오랜 노역 끝에 얻어진 것이었다. 다른 행성들도 타원궤도를 돌지만, 화성보다는 훨씬 원에 가깝다. 태양은 타원궤도의 중심에 위치한 것이 아니라, 중심을 조금 벗어난 초점에 자리한다. 행성의 공전속도는 태양이 가까울수록 빨라지고 멀어질수록 느려진다. 이런 운동 때문에 행성이 태양을 향해 계속 떨어지는 중이지만, 결코 태양에 곤두박질하지는 않는다. ​우주의 이정표를 세우다 행성운동을 규정한 타원의 법칙과 동일면적의 법칙은 1609년에 그의 책 '새 천문학'에 발표했다. 그리고 그로부터 10년 후, '우주의 조화'에서 그의 제3법칙 조화의 법칙을 발표함으로써 케플러의 3대법칙은 완결되었다. 케플러 법칙을 문장으로 요약하면 다음과 같다. 1. 모든 행성의 궤도는 태양을 하나의 초점에 두는 타원궤도이다.2. 태양과 행성을 잇는 직선은 항상 일정한 넓이를 쓸고 지나간다.3. 행성의 공전주기의 제곱은 행성과 태양 사이 평균 거리의 세제곱에 비례한다. 케플러는 3대법칙을 완결한 후, 자신이 신이 우주를 설계한 논리를 발견했다고 믿었기 때문에 엄청난 희열감을 느꼈다. 행성운동의 법칙을 최초로 과학적으로 규명한 케플러 법칙은 행성운동의 거리와 시간관계를 밝힘으로써 60년 후 뉴턴의 중력 방정식을 선도한 것이기도 했다. 케플러는 놀랍게도 태양과 행성 사이에는 보이지 않는 어떤 힘이 작용하며, 행성운동의 근본 원인이 자기력과 유사한 성격의 것이라고 제안함으로써 중력 또는 만유인력을 예견했던 것이다. 이 점에 대해 '코스모스'의 저자 칼 세이건은 이렇게 말한 적이 있다. "뉴턴은 만유인력 법칙의 발견에 케플러의 신세를 엄청나게 졌다. 백 번을 감사하다는 말을 해도 모자랄 터인데, 그는 단 한 번도 케플러에게 감사의 말을 하지 않았다." 케플러는 연구가 수행되는 중에도 신변엔 고통이 떠나지 않았다. 1611년, 30년 전쟁의 군인들이 옮긴 전염병 탓에 그의 아내와 가장 사랑하던 아들이 세상을 떠났다. 엎친 데 덮친 격으로 그의 후견인이던 루돌프 황제가 폐위됨에 따라 케플러는 졸지에 일자리를 잃었다. 인류를 위한 우주로의 거보를 내디딘 존재였지만, 케플러의 만년은 흐린 겨울날처럼 스산했다. 30년 전쟁이 유럽을 휩쓰는 가운데 케플러는 모든 후원자를 잃고 가난에 내몰렸다. 그의 만년은 돈을 구하고 후원자를 찾는 피곤한 여정으로 메워졌다. 그러던 중 어느 추운 늦가을, 밀린 급료를 받기 위해 노구를 끌고 먼 길을 나섰다가, 독일 레겐스부르크에서 병을 얻어 며칠 고열에 시달리다 숨을 거두고 말았다. 1630년 11월 15일이었다. 향년 59세. 그날 밤 하늘에서 유성우가 내렸다고 한다. 출생에서부터 임종에 이르기까지 오로지 불우하기만 했던 이 거인의 유해는 성벽 밖 공동묘지에 쓸쓸히 묻혔다. 빗돌에는 그가 지은 다음과 같은 문장이 적혀 있었다. “어제는 하늘을 재더니, 오늘 나는 어둠을 재고 있다. 나는 뜻을 하늘로 뻗쳤혔지만, 육신은 땅에 남는구나.” 그러나 그의 무덤도 30년 전쟁 와중에 군대에 의해 훼손되어 사라지고 말았다. 케플러가 평생을 바쳐 고난과 싸우며 이룩해낸 그의 업적은 후세 과학사학자들에 의해 ‘과학혁명의 열쇠’라는 평가와 함께 케플러를 그 혁명의 중심 인물로 올려놓았다. 과학사가 제임스 R. 뵐켈은 케플러의 업적이 갈릴레오의 업적보다 천문학적으로 더욱 중요하다고 평가했다. 케플러는 행성운동 법칙 제3법칙을 연구할 당시, 지구에 적용되는 측정 가능한 물리 법칙들이 다른 천체들에도 똑같이 적용된다는 점을 간파했고, 이로써 인류사 최초로 천체 운동에서 신비주의가 배제되었던 것이다. 코페르니쿠스에서 한 걸음 더 나아가 천상의 비밀을 보다 확실하게 세상에 내보인 케플러는 행성운동에 대한 최초의 과학적인 이론인 ‘케플러 법칙’을 정립함으로써 문자 그대로 우주로 향한 인류의 위대한 거보(巨步)를 내딛었다. 영국 물리학자 스티븐 호킹은 케플러의 삶을 이렇게 평했다. "만약 절대적인 엄밀함을 추구하면서 평생 동안 가장 헌신적인 삶을 산 사람에게 주는 상이 있다면, 독일의 천문학자 요하네스 케플러가 그 상을 받았을 것이다.” 2009년, 미항공우주국(NASA)은 케플러의 천문학에 대한 기여를 기리기 위해 우주 망원경에 케플러의 이름을 붙였다. 이것이 케플러 계획이다. 그리고 유엔은 갈릴레오가 최초로 망원경 천체관측을 행하고 케플러가 그의 '새 천문학'을 발간한 지 400주년 되는 2009년을 '세계천문의 해'로 정해 그를 기렸다. 그러나 무엇보다 후학인 칼 세이건의 다음과 같은 말이 케플러를 위한 최상의 찬사가 될 것이다. “우주 탐사선이 광대한 우주를 가로질러 외계로 달려갈 때, 사람이고 기계고 가릴 것 없이 확고부동한 이정표가 하나 있다. 그것은 케플러가 밝혀낸 행성운동에 관한 세 가지 법칙이다. 그의 평생에 걸친 수고로 그는 발견의 환희를 맛보았고, 우리는 우주의 이정표를 얻었다.” 이광식 통신원 joand999@naver.com

-로켓에 분골 실은 뒤 달에 착륙 게획 장의사들의 영업 영역이 달까지 확대될 전망이다. 미국 샌프란시스코를 근거지로 한 엘리시움 스페이스 사는 지난 12일(현지시간) 피츠버그의 민간우주기술업체인 애스트로보틱 테크놀로지(Astrobotic Technology)사와 고인의 분골을 로켓으로 달까지 운송해 애스트로보틱의 그리핀 착륙선을 이용해 월면에 내리는 계약을 체결했다. 엘리시움 스페이스는 올해 말 지구 궤도로 올려보낼 최초의 장례를 계획하고 있다. 또다른 장의업체인 휴스턴의 셀레스티스 사 역시 화장한 분골을 월면에 장사 지내는 사업에 뛰어들었다. 이 회사의 월면장 비용은 1만 2,500달러(한화 약 1500만원)에서부터 시작된다. 이에 비해 엘레시움 스페이스의 월면장 가격은 1만 1,950달러로 비슷한 수준이다. 단, 최초 50명까지는 봉사가격 9,950달러(약 1170만원)로 모신다고 한다. 애스트로보틱 사와 문 익스프레스 사는 정부와 학술단체, 민간회사 등을 고객으로 달까지 유해를 운송하는 사업을 추진하고 있는데, 특히 두 회사는 2017년 말까지 달에 착륙선을 보내는 3000만 달러짜리 ‘구글 루나 X프라이즈'(Google Lunar X Prize)를 따내기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. NASA 엔지니어 출신인 토머스 시바이트 엘리시움 스페이스 CEO는 ​“우리는 처음부터 달이 최고의 이상적인 안식처가 될 것이라고 생각하고 이 사업을 추진하게 됐다” 면서 “이 새로운 장의 문화는 우리 문명의 새 장을 열 것이라 확신한다"고 밝혔다. 지구 외의 영면처로서 달이 유일한 공간은 아니다. 셀레스티스와 엘리시움 두 회사는 고인의 유택 장소로 심우주와 지구 궤도도 생각하고 있다. 후자의 경우 고인의 유골은 결국 지구 대기권에서 별똥별로 마감하게 될 것이다. -올해말 최초의 '지구 궤도 장례' 추진 그러나 두 회사 공히 유해를 우주로 운송할 자체 로켓을 보유하고 있지는 않다. 따라서 우주로 쏘아올려질 로켓에 유해를 편승시킬 계획이다. 셀레스티스는 이미 13차례 우주 장례를 치른 경력을 갖고 있다. 최초의 우주 장례는 1997년에 있었다. 오비털 사이언스(Orbital Sciences/오비털 ATK)의 처녀 비행 때 페가수스 로켓에 실린 캡슐에 24명의 유해가 지구 궤도에 올려졌는데, 그 면면을 보면, ‘스타 트랙’의 제작자 진 로든버리, 작가이자 심리학자인 티모시 리어리, 물리학자로서 우주탐사에 참여했던 제러드 오닐 등등이다. 이 캡슐은 2002년 지구 대기권으로 진입해서 별똥별이 됐다. 셀레스티스 사는 이미 달에도 유해를 보낸 적이 있다. 미항공우주국(NASA)의 달 궤도선 루나 프로스펙터에 행성지질학​자인 유진 슈메이커의 분골 일부를 실어보낼 때 이 회사가 해당 업무를 맡았던 것이다. 유진 슈메이커는 달에 가는 것을 평생의 소원으로 삼았는데, 그 자신은 지병으로 가지 못하는 대신 그에게 달 지질학을 배운 제자들이 스승의 꿈을 죽어서라도 이루어주고자 그의 유해를 탐사선에 실어보낸 것이다. 로켓은 1998년에 발사되었고, 그의 유해를 담은 캡슐은 이듬해 7월 달의 남극 가까이 영원한 그늘에 덮인 크레이터에 충돌함으로써 최초의 월면장으로 기록되었다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-물리학에서 가장 골치 아픈 '정보 역설' 미스터리 물리학에서 가장 골치 아픈 문제 중의 하나인 이른바 '정보 역설'(Information Paradox) 미스터리를 스티븐 호킹이 과연 풀었을까? 스티븐 호킹이 이에 관한 자신의 견해를 25일(현지시간) 스웨덴 왕립기술원에서 밝혀 관심을 끌고 있다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의하면, 블랙홀이 집어삼킨 물질에 대한 물리적 정보는 모두 파괴된다고 한다. 하지만 이것은 정보가 결코 손실되지 않는다는 양자역학의 원리에 위배된다. 원래의 물체가 블랙홀에게 잡아먹힌 후에도 그 물체와 관련된 정보는 우주의 어딘가에 남아 있어야 한다고 양자역학은 말한다. 이것이 이른바 유명한 블랙홀의 '정보 역설'(Information Paradox)로, 호킹이 제기한 패러독스이다. 호킹은 블랙홀로 무언가를 던졌을 때 그 안에 들어있는 정보는 '영원히 소실된다'고 주장했다. 과연 어느 쪽이 맞을까? 현재 이 논쟁에서 즐겨 다루고 있는 문제는 양자역학적으로 '얽혀 있는' 두 입자 중 한 입자가 블랙홀의 사건 지평선을 넘었을 경우 어떤 일이 있어나는가 하는 것이다. 하나의 원천 입자가 붕괴되어 두 입자로 나누어졌을 때, 짝을 이룬 이 두 입자는 전하, 스핀 등으로 얽힌 상태에 있다고 하며, 두 입자가 각각 우주의 양끝에 있더라도 이 얽힌 상태는 풀어지지 않는다. 그렇다면 블랙홀에 빠진 한 입자는 과연 어떻게 될까? 영국 케임브리지 대학의 맬컴 페리, 미국 하버드 대학의 앤드류 스트롬버그와 공동연구를 진행한 스티븐 호킹은 하나의 해법을 내놓았다. '블랙홀에 빠진 입자의 양자역학적 정보는 모두 사라진다.' "나는 입자의 정보가 블랙홀 안에서는 보존되지 않으리라고 본다. 하지만 블랙홀 사건 지평선 위에서는 보존될 것"이라고 스티븐 호킹은 25일(현지시간) 스웨덴 왕립기술원에서 가진 기자회견에서 말했다. 덧붙여 "정보는 사건 지평선 위에서 '슈퍼 트랜슬레이션'(super translations)으로 알려진 '2차원 홀로그램 상태로 보존될 것" 이라고 그는 설명했다. "사건 지평선 안으로 들어간 입자의 정보는 완전히 사라지지는 않겠지만, 망가져서 쓸모없는 것이 될 것이다. 모든 정보는 사라지고 결코 재현되지 않을 것이다." 호킹은 블랙홀에 관해서도 의견을 개진했는데, 블랙홀의 중력이 너무나 강한 나머지 사건 지평선을 넘어간 것은 그 무엇이라도, 설령 빛이라 하더라도 그곳을 탈출할 수 없다"고 전날 스톡홀름에서 있었던 강의에서 말했다. 또한 호킹은 블랙홀이 다른 우주로 통하는 관문이 될 수도 있다고 밝혔다. "블랙홀의 구멍은 회전이 가능할 만큼 넓을 것이다. 그리고 다른 우주로 통하는 길목이 될 수도 있겠지만, 그곳을 지나면 다시는 돌아올 순 없을 것" 이라고 말하면서 다음 말을 덧붙였다고 왕립기술원은 전했다. "나는 우주여행을 아주 좋아하지만, 블랙홀을 통과하고 싶지는 않다." 이광식 통신원 joand999@naver.com

”내아이가 영재라면 인천대 과학영재교육원으로 오세요.” 인천대 과학영재교육원은 2016학년도 초등학생과 중학생 신입생을 모집한다고 26일 밝혔다. 초등반은 현재 4학년생을 대상으로 2개반 32명을 모집한다. 현재 초등 6학년생이 지원하는 중학생반은 수학 2개반과 물리·화학·생물 각 1개반에 모두 100명을 뽑는다. 학교를 통한 지원서 접수는 오는 9월8∼14일, 학교의 추천을 받은 학생의 개별접수는 9월11∼17일 각각 인터넷(www.isepclup.com)으로 받는다. 교육원은 10월4일 창의적 문제 해결능력 검사 1단계 평가와 10월31일 면접 2단계 평가를 거쳐 11월 12∼13일 합격자를 통보한다. 입학 설명회는 오는 27일 오후 4시 송도캠퍼스 23호관 101호 강당에서 열린다. 박인호(물리학과 교수) 과학영재교육원장은 “과학 영재를 조기 발굴해 양성하는 전문 교육기관으로 전국 최고의 교육환경을 제공한다”며 많은 지원을 기대했다. 인천대 과학영재교육원은 1988년 설립 이후 전국 과학영재교육원 가운데 총 15차례 최우수기관으로 선정되는 등 교육과정과 운영에서 매우 우수한 것으로 평가받고 있다. 교육원은 미래창조과학부와 한국과학창의재단의 과학기술진흥기금·복권기금과 인천시와 인천대학교의 지원금으로 운영된다. 문의 032-835-4270. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

항공기의 초음속 비행에서 발생하는 ‘쇼크웨이브’(Shockwave, 이하 충격파)를 선명하고 상세하게 두 눈으로 확인할 수 있는 사진이 공개돼 눈길을 끌고 있다. 영국 일간 데일리메일은 25일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 최근 공개한 충격파사진을 소개했다. 이 사진은 1864년 독일 물리학자 어거스트 토플러가 개발한 촬영법인 ‘슐리렌법’(schlieren method)을 응용·발전시켜 만든 기술로 촬영한 것이다. 슐리렌법은 본래 공기의 밀도 등에 따라 달라지는 빛의 굴절률(refractive index)을 가시적으로 확인할 수 있도록 해주는 촬영법이다. NASA에서는 그동안 이 슐리렌법을 개선한 ‘배경 지향 슐리렌’(background oriented schlieren, 이하 BOS) 촬영법을 통해 연구를 진행해왔다. 본래 BOS는 풍동(인공적인 바람을 발생시키는 터널형태의 실험장치)과 모형비행기를 이용한 소규모 공기역학 실험에만 주로 사용됐다. 그러던 NASA는 2011년 4월 처음으로 ‘AirBOS 1’ 이라는 이름의 프로젝트를 통해 실제 항공기의 초음속 비행 순간을 BOS로 촬영하는 실험을 시작했다. 이 실험에는 두 대의 항공기가 동원된다. 먼저 촬영용 항공기가 지상과 수평으로 비행하며 비행장소의 모습을 사전촬영하게 된다. 그 뒤에는 초음속 항공기가 해당 위치를 비행하고 이때 다시 촬영 항공기가 이 모습을 촬영한다. 두 번의 촬영에서 찍힌 사진들을 겹쳐 비교해 보면 초음속비행으로 인해 빛이 굴절된 부분이 두드러지게 된다. 이미지 처리 소프트웨어를 통해 이 굴절 부분을 보다 명확히 하고 배경 이미지를 삭제하면 공기 굴절이 선명히 드러나는 것이다. 이 실험을 통해 AirBOS 방식의 가능성을 확인한 NASA는 올해 2월 후속 실험인 ‘AirBOS 3’ 프로젝트를 진행해 이번에 공개된 충격파 사진을 촬영할 수 있었다. 프로젝트 핵심 책임자 댄 뱅크스는 “AirBOS 촬영은 충격파의 구조와 특성을 높은 해상도로 확인할 수 있는 중요한 기술”이라며 “풍동에서는 구현 불가능한 온도와 습도를 지닌 실제 대기 속에서 발생하는 충격파의 구조를 연구할 수 있게 해준다”고 설명했다. 이러한 사진들은 향후 초음속 항공기 연구에 큰 도움을 줄 전망이다. NASA 과학자들에 따르면 초음속 상용기 개발에 있어 가장 큰 과제 중 하나는 바로 음속돌파 시점에 발생하는 소음인 '소닉붐'의 축소다. 이들은 AirBOS 이미지가 현존 공기역학 기술의 진단 및 개선에 기여, 소닉붐 문제 해결 등에 일조하길 바란다고 밝혔다. 사진=ⓒNASA 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

지난 12일 발생한 중국 톈진항 폭발사고를 둘러싼 충격이 아직 전혀 가시지 않은 가운데, 해당 폭발의 충격적인 규모를 다시금 짐작하게 하는 분석이 외신을 통해 공개돼 관심을 끈다. 지난 14일(현지시간) IT 전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 각각 리히터 규모 2.3, 2.9의 지진 활동으로 관측된 두 차례 폭발의 위력을 짐작케 하는 전문가의 분석을 보도했다. 먼저, 발파작업 등 인위적 폭발로 인한 진동이 지진계에 기록되는 것 자체는 놀라운 일이 아니다. 미국 지질조사소(USGS) 소속 지구물리학자 존 벨리니는 기즈모도와의 인터뷰에서 “우리는 세계 각지에서 일어나는 폭발을 매일 관측한다”고 말했다. 그는 이어 “이러한 기록은 우리 측에서 사전에 숙지한 위치에서 일어나는 것으로, 지진과는 다른 형태를 띠기 때문에 쉽게 분간할 수 있다”고 덧붙였다. 그에 따르면 폭발과 지진이 서로 다르게 관측되는 이유는 지진과 달리 대부분의 폭파 작업이 폭발 에너지를 여러 지점에서 방출하는 형태로 이루어지기 때문. 폭파전문가들은 통상 다수의 구멍에 폭약을 심은 뒤 폭파를 실시하는데, 이렇게 하면 전체적인 폭발의 여파를 줄여 주변 지역에 대한 피해를 최소화 할 수 있다. 따라서 이번 폭발이 지진으로 인식된 것은 그 폭발 에너지가 여러 지점이 아닌 하나의 근원지에서 발산됐기 때문이라는 것이 전문가의 설명이다. 톈진 폭발의 더 중요한 특이사항은 이 폭발이 지상에서 일어났음에도 불구하고 지진계에 기록됐다는 점이다. 벨리니에 따르면 지상에서 이루어지는 폭발은 지진계로 쉽게 관측하기 힘들다. 그는 “지표에서 일어나는 폭발의 경우 대부분의 폭발 에너지가 공중으로 분산되기 마련이기 때문”이라고 설명했다. 그런 관점에서 톈진 폭발이 지진계에 명확히 기록됐으며 그 강도가 소규모 지진에 필적할 수준이었다는 점은 이번 폭발이 얼마나 막대했는지를 짐작케 하는 근거가 된다. 벨리니는 “지진계에 관측되는 폭발은 대부분 지하 광산에서 땅에 폭약을 심고 이루어지는 작업”이라며 “이번 폭발이 지하에서 이루어졌다면 리히터 규모 4 정도의 더 큰 지진으로 관측됐을 것”이라고 설명했다. 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

토성의 아름다운 고리 가운데 하나인 ‘F고리’. 거의 얼음으로 이뤄진 이 고리가 어떻게 생성되고 유지되고 있는지 그 비밀을 과학자들이 풀어냈다. 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’(Nature Geoscience) 최신호(8월 17일자)에 공개된 연구논문에 따르면, 태양계 6번째 행성인 토성에서 약 14만 km 거리에 있는 F고리가 밀도 높은 ‘핵’을 지닌 작은 위성들이 충돌하면서 생성됐다는 것이 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 등을 통해 밝혀졌다. 토성 5번째 고리인 F고리는 양치기 위성인 ‘판도라’와 ‘프로메테우스’의 중력에 의해 그 형태가 유지되고 있다. 양치기 위성은 행성 고리 사이에 간극(빈틈)을 주는 것으로 알려졌다. 폭 14만 km에 달하는 A고리와 2600km 정도 되는 ‘로슈 간극’ 다음에 위치한 F고리는 폭이 30~500km밖에 안 될 정도로 가늘며 그 성분은 90% 이상이 얼음으로 이뤄져 있다. 두 위성에 의해 충돌하거나 확산하지 않고 그 형태를 유지하고 있는 F고리에 대해 과학자들은 토성 탐사선 카시니호로 관측한 데이터를 분석해 고리를 사이에 두고 있는 두 위성에 얼음과 암석 등 밀도 높은 ‘핵’ 부분이 존재하는 것으로 예측하고 있다. 연구를 이끈 효도 류키(27) 일본 고베대학원 이학연구학과 연구원은 “시뮬레이션에서 핵을 가진 작은 위성들이 충돌하면서 완전히 파괴되지 않고 두 위성이 먼저 탄생했고 이때 파괴돼 흩날린 입자들이 두 위성 궤도 사이로 확산해 고리를 형성했다”면서 “이는 현재 상태를 설명할 수 있다”고 말했다. 반면, 핵이 없는 위성끼리의 충돌은 시뮬레이션에서 고리와 위성을 형성하지 못했다고 밝혔다 연구를 지도한 오오츠키 케이지 고베대학원 지구물리학과 교수는 “지구에 천체가 충돌해 생긴 파편으로 고리가 생겨 거기서 달이 생성됐을 수 있다는 견해도 있어 이번 연구는 달의 형성 과정을 파악하는 것에도 의의가 있다”고 말했다. 또 이번 연구는 토성과 마찬가지로 천왕성과 같은 고리와 위성을 지닌 행성에 관한 연구에도 영향을 줄 것으로 여겨진다. 오오츠키 교수는 “태양계 안팎에 있는 다양한 위성과 고리의 기원을 해명하는 것으로 이어질 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

욕실 등에 타일을 시공하는 타일공들이 들으면 반가워할 소식이 수학계로부터 나왔다. 바닥면에 겹치거나 빈 틈이 없도록 타일을 붙일 수 있는 새로운 오각형이 3명의 수학자들에 의해 발견되었다. 수학사의 한 쪽을 장식할 '사건'으로 평가받고 있는 이 발견의 주인공들은 미국 워싱턴 대학의 수학자들로, 학부생이 만든 컴퓨터 프로그램을 이용해 이 큰 발견을 이끌어낸 것이다. 이 발견이 있기 전까지 평면을 덮을 수 있는 오각형 종류는 14개가 발견된 상태였다. 마지막 종류는 1985년에야 발견되었는데, 평면을 덮을 수 있는 오각형의 종류가 더 있는지는 아직 아무도 모른다. 참고로 여기서 말하는 오각형은 볼록오각형, 그러니까 모든 꼭지점이 밖으로 튀어나온 오각형에만 국한해서 하는 이야기다. 오각형의 종류는 둔각오각형,예각오각형,3등변오각형,2등변오각형,마름오각형,정오각형 등등이 있다. 이번에 15번째로 발견된 오각형은 부등변오각형으로, 5개의 변 중 두 개가 같을 뿐이다. 이 발견은 물리학에서 새로운 소립자를 발견한 것과 비슷한 것으로 수학계에 받아들여지고 있다고 연구진은 말한다. 15번째의 오각형을 발견한 수학자는 워싱턴 대학 수학 조교수 케이시 맨과 그의 부인 제니퍼 맥루드-맨 그리고 학부생 연구원인 데이비드 폰 데라우이다. 이번의 발견은 생화학과 구조설계 등 많은 부문에서 실제로 활용될 수 있을 것으로 보인다. "여러 가지 결정이나 바이러스 등, 자연에서 볼 수 있는 많은 구조들은 기하학과 역학적으로 연관된 블록들이 합체되어 이루어진 구조물이라 할 수 있다" 고 언론에 설명한 맨 조교수는 "이번에 발견된 오각형은 여러 분야에서 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 타일 시공업계에도 새바람을 불러일으킬 것으로 예상된다" 고 덧붙였다. 이 새로운 타일은 어떤 형태가 2차원 평면을 메꿀 수 있는가 하는 문제에 대한 완전한 이해에 한발짝 더 다가갔다는 것을 뜻한다. 삼각형이나 볼록사각형은 그 형태나 크기에 상관없이 바닥을 빈틈없이 메꿀 수 있는 것과는 대조적으로, 오각형 이상의 볼록 다각형들은 특수한 경우를 제외하고는 평면을 메꿀 수 없다는 것이 증명되었다. 지난 한 세기 동안 평면을 메꿀 수 있는 새로운 오각형을 찾아내는 일은 수학자들에게 하나의 도전 과제였지만, 성공한 사람은 극히 드물었다. 카를 라인하르트라는 독일의 수학자는 1918년에 5종류의 새로운 오각형을 발견했다. 1968년에는 R. B. 커슈너가 세 종류를 더 찾았으며, 1975년에는 리처드 제임스가 한 종류를 더 찾았다. 그리고 같은 해에 놀랍게도 미국 샌디에고의 한 아마추어 수학자가 역시 5개의 오각형을 발견했다. 놀랍게도 그는 전문 수학자가 아닌 주부로서, 제임스의 발견에 대한 기사를 읽고 독자적인 방법으로 다섯 종류를 더 찾아낸 것이다. 라이스의 성과는 전문 수학자의 검토를 받고 출판되었다. 그리고 이번의 15번째 새 오각형은 30년 만에 찾아낸 것이다. 맨과 맥루드-맨은 2년 전 워싱턴 대학에 온 이후부터 바닥덮기와 매듭이론(tiling and knot theory)을 이용해 새 오각형 발견 작업에 매달렸다. 오랜 동안 소득 없이 진행되던 작업에 서광이 비치기 시작한 것은 지난달이었다. 폰 데라우의 컴퓨터 시스템이 대단히 흥미로운 가능성을 생산해냈고, 그는 이것을 연구원들에게 보냈다. 마침내 그들이 새로운 오각형을 하나 찾아냈을 때 그들은 오랜 수학 퍼즐 문제 하나를 풀어냈다는 것을 깨달았다. "이것 외에도 새로운 오각형이 더 있을까 하는 문제에 대해 매우 조심스럽다. 하지만 더이상 없다는 증거는 아직 발견하지 못한만큼 새 오각형을 더 발견할 수 있을 거라는 희망을 가지고 있다" 고 맨 조교수는 가디언 지에 밝혔다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

제2차 세계대전이 끝나고 동독과 서독으로 갈라졌던 독일은 1990년 10월 3일 갑작스레 통일을 맞게 됐다. 통일 수도가 베를린으로 결정되면서 베를린시 당국은 예상치 못한 일로 골머리를 앓게 됐다. 동베를린과 서베를린으로 나뉘어 있다가 하나로 통합되면서 교통난이라는 복병을 만난 것이다. 만원 버스에, 버스 한 대를 보내고 나면 다음 버스가 언제 도착하는지 알지 못한 채 정류장에서 하염없이 차를 기다리는 긴 줄은 통독 직후의 혼란스러움을 대표하는 풍경으로 알려지기도 했다. 시 당국은 버스를 증차하고 버스노선을 늘리는 대책을 마련했지만 얼마 지나지 않아 원점으로 돌아가는 일이 반복되자 대중교통 문제 해결방안을 공모했다. 베를린공대에서 수학을 가르치던 마르틴 그뢰첼 교수는 ‘정수계획’이란 수학의 최적화 이론으로 이 문제를 간단하게 해결했다. 교통 현황을 반영해 버스노선을 변경하고 교통 상황에 따라 가변적으로 배차시간을 조정토록 한 것이다. 그 결과 1800대의 버스를 1300대로 줄이고도 버스 승차 대기시간은 물론 도로 혼잡 문제까지 해결했다. ●美, 선거예측·양극화 분석에도 수학 알고리즘 “기하학을 모르는 자, 들어오지 말라.” 고대 그리스 철학자 플라톤이 세운 학교 ‘아카데미아’의 입구에 적힌 문구다. 당대 최고의 철학자를 양성하기 위한 기관에서 집중적으로 가르친 과목은 기하학과 대수학이었다. 논리적 사고를 필요로 하는 철학자에게 수학만큼 적절한 도구는 없었다. 수학은 철학·천문학과 함께 인류 역사상 가장 오래된 학문임에도 불구하고 그리스 자연철학의 전통 때문에 일반인들에게 논리적 사고 배양에나 도움이 되거나 이미 정해져 있는 해답을 찾는 문제풀이 방식 정도로 알려져 왔다. 그러나 전문가들은 “수학이란 자연이나 우주의 법칙을 찾는 것뿐만 아니라 인간관계나 사회적 현상 등에서 나타나는 문제에 대한 해법을 알려주는 실질적 학문”이라고 설명한다. 실제로 최근 미국을 비롯한 기술 선진국들은 정보기술(IT)·생명공학(BT)·금융·우주항공·교통 등 기술 분야는 물론 선거예측·정책효과, 사회 양극화 문제 분석 등 사회과학 분야에서도 수학적 논리와 알고리즘이 쓰일 수 있다는 점에 주목하고 있다. ●인공신장 제작용 ‘신장 모델’ 생물학 난제 도전 최근 수학이 많이 활용되는 곳은 생명과학 분야다. 생명과학은 밝혀지지 않은 복잡한 생명 현상을 규명하는 학문 분야로, 물리학이나 화학 등 자연과학뿐만 아니라 유체역학, 컴퓨터과학 등 공학분야와도 밀접한 연관을 갖고 연구되고 있다. 특히 21세기 생물학의 바탕에는 수학이 자리잡고 있다. 의생명공학 분야는 인체에 거부반응을 일으키지 않고 정상적으로 작동할 수 있는 인공 장기를 만드는 데 관심이 많다. 체내 노폐물을 제거하는 신장을 대체할 수 있는 인공신장을 만들기 위한 ‘신장 모델’은 수학을 이용해 생물학적 문제를 해결하려는 대표적인 시도 중 하나다. 건국대 수학과 정은옥 교수는 “수학은 전염병 확산 과정 예측뿐만 아니라 인공장기 개발 등 바이오 산업계에서 고민하고 있는 문제들을 해결해 줄 수 있는 대표적인 수단 중 하나”라고 설명했다. 빅데이터를 활용한 무인(無人) 진단도 수학을 이용해 의료 문제를 해결하려는 시도 중 하나다. 애플 워치와 같은 개인용 웨어러블 디바이스로 생체 데이터를 받아 이전 환자들에게 수집한 생체 데이터와 비교해 상호 유사성이 높을 경우에만 병원을 방문해 정밀검사를 받도록 유도하는 기술이다. 무분별한 정밀검진이나 병원 방문을 줄여 의료비로 들어가는 개인적·사회적 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대되는 이 기술은 환자와 기존에 수집된 생체 데이터값을 비교하는 과정에서 개인의 신상정보가 노출되지 않도록 하기 위해 고도의 통계 및 정보처리 수학기법이 적용된다. ●유체역학 적용한 ‘캐리비안의 해적’ 특수효과상 최근 개봉되는 애니메이션이나 판타지·SF영화 등에서 특수 시각효과는 빠질 수 없는 요소다. 미국 스탠퍼드대 응용수학자 론 페드키우 교수는 유체역학 방정식을 이용해 ‘해리 포터’, ‘스타워즈’, ‘터미네이터’, ‘캐리비안의 해적’ 등 영화에 나오는 특수효과를 실감나게 만들었다. 특히 조니 뎁이 주연한 ‘캐리비안의 해적’에서 나온 거센 폭풍우와 파도는 실제보다 더 실감난다는 평가를 받으며 2007년 아카데미상 특수효과상을 수상하기도 했다. 2013년 겨울 개봉해 선풍적인 인기를 끌었던 애니메이션 ‘겨울왕국’에서도 수학이 상당한 역할을 했다. 영화 상영 내내 스크린을 채웠던 눈은 미국 UCLA 수학과 조지프 테란 교수의 컨설팅으로 탄생했다. 눈은 물 같은 유체와 달리 고체와 유체 상태가 섞여 있기 때문에 좀더 복잡한 수학적 기법이 필요했다. 테란 교수는 유체역학과 고체역학을 결합시켜 실감나는 눈 장면을 만드는 데 성공했다. 정보통신 분야에서도 수학은 필수적이다. 미국 알카텔 루슨트사의 벨연구소 수학자들은 역행렬 알고리즘을 이용해 구리선으로도 광섬유에 버금가는 데이터 통신이 가능하다는 연구 결과를 발표해 구리선을 광섬유로 한꺼번에 바꿀 때 발생할 수 있는 수조원 이상의 교체 비용을 줄이는 데 한몫을 하기도 했다. 포스텍 수학과 박형주 교수는 “최근 수학은 학문이 아닌 대중들의 삶과 직접 관계된, 사회적 혹은 산업적 문제를 해결하기 위한 수단 중 하나로 받아들여지고 있다”며 “실제로 미국과 유럽은 물론 이웃 일본과 중국도 21세기 산업 경쟁력이 수학 수준과 밀접한 관련이 있다고 생각하고 산업계 문제를 해결하기 위한 산업수학 연구소 설립에 관심을 기울이고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

장의사들의 영업 영역이 달까지 확대될 전망이다. 미국 샌프란시스코를 근거지로 한 엘리시움 스페이스 사는 12일(현지시간) 피츠버그의 민간우주기술업체인 애스트로보틱 테크놀로지(Astrobotic Technology)사와 고인의 분골을 로켓으로 달까지 운송해 애스트로보틱의 그리핀 착륙선을 이용해 월면에 내리는 계약을 체결했다. 또다른 장의업체인 휴스턴의 셀레스티스 사 역시 화장한 분골을 월면에 장사 지내는 사업에 뛰어들었다. 이 회사의 월면장 비용은 1만 2,500달러(한화 약 1500만원)에서부터 시작된다. 이에 비해 엘레시움 스페이스의 월면장 가격은 1만 1,950달러로 비슷한 수준이다. 단, 최초 50명까지는 봉사가격 9,950달러(약 1170만원)로 모신다고 한다. NASA 엔지니어 출신인 토머스 시바이트 엘리시움 스페이스 CEO는 ​“우리는 처음부터 달이 최고의 이상적인 안식처가 될 것이라고 생각하고 이 사업을 추진하게 됐다” 면서 “이 새로운 장의 문화는 우리 문명의 새 장을 열 것이라 확신한다"고 밝혔다. 지구 외의 영면처로서 달이 유일한 공간은 아니다. 셀레스티스와 엘리시움 두 회사는 고인의 유택 장소로 심우주와 지구 궤도도 생각하고 있다. 후자의 경우 고인의 유골은 결국 지구 대기권에서 별똥별로 마감하게 될 것이다. 그러나 두 회사 공히 유해를 우주로 운송할 자체 로켓을 보유하고 있지는 않다. 따라서 우주로 쏘아올려질 로켓에 유해를 편승시킬 계획이다. 셀레스티스는 이미 13차례 우주 장례를 치른 경력을 갖고 있다. 최초의 우주 장례는 1997년에 있었다. 오비털 사이언스(Orbital Sciences/오비털 ATK)의 처녀 비행 때 페가수스 로켓에 실린 캡슐에 24명의 유해가 지구 궤도에 올려졌는데, 그 면면을 보면, ‘스타 트랙’의 제작자 진 로든버리, 작가이자 심리학자인 티모시 리어리, 물리학자로서 우주탐사에 참여했던 제러드 오닐 등등이다. 이 캡슐은 2002년 지구 대기권으로 진입해서 별똥별이 됐다. 셀레스티스 사는 이미 달에도 유해를 보낸 적이 있다. 미항공우주국(NASA)의 달 궤도선 루나 프로스펙터에 행성지질학​자인 유진 슈메이커의 분골 일부를 실어보낼 때 이 회사가 해당 업무를 맡았던 것이다. 유진 슈메이커는 달에 가는 것을 평생의 소원으로 삼았는데, 그 자신은 지병으로 가지 못하는 대신 그에게 달 지질학을 배운 제자들이 스승의 꿈을 죽어서라도 이루어주고자 그의 유해를 탐사선에 실어보낸 것이다. 로켓은 1998년에 발사되었고, 그의 유해를 담은 캡슐은 이듬해 7월 달의 남극 가까이 영원한 그늘에 덮인 크레이터에 충돌함으로써 최초의 월면장으로 기록되었다. 엘리시움 스페이스는 올해 말 지구 궤도로 올려보낼 최초의 장례를 계획하고 있다. 애스트로보틱 사와 문 익스프레스 사는 정부와 학술단체, 민간회사 등을 고객으로 달까지 유해를 운송하는 사업을 추진하고 있는데, 특히 두 회사는 2017년 말까지 달에 착륙선을 보내는 3000만 달러짜리 ‘구글 루나 X프라이즈'(Google Lunar X Prize)를 따내기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

톈진 폭발 사고, ‘700톤 청산가리 창고’ 주변 하수도 검출 ‘경악’ 한국 서해에도 영향? ‘톈진 폭발 사고’ 중국 톈진 폭발 사고로 극독성 물질이 유출됐을 가능성이 제기됐다. 중국 톈진 탕구항 물류창고에서 12일 발생한 폭발 사고로 극독성 물질이 유출됐을 가능성이 제기된 가운데 한국 서해에도 영향이 미칠지 우려가 커지고 있다. 14일 현지 중국의 언론들은 톈진 폭발 사고 현장 주변 하수도에서 시안화나트륨(청산가리)이 검출됐다며 이는 이미 이 화학물질이 유출됐음을 시사한다고 보도했다. 폭발 사고가 난 물류창고에는 최소한 700여t의 시안화나트륨이 보관돼 있었던 것으로 알려졌다. 당국은 약 200명으로 구성된 ‘국가급 핵 생화학부대’를 톈진 폭발 사고 현장에 투입한 것으로 전해졌다. 13일 원우루이(溫武瑞) 톈진 환경보호국장은 폭발 사고 관련 기자회견에서 “사고 현장 인근 대기 관측소 5곳에서의 대기 관측 결과, 6가지 오염물질과 연관된 분명한 변화는 관측되지 않았다. 현장에서 5~6㎞ 떨어진 곳은 보하이(渤海)”라고 밝혔다. 원 국장은 보하이 인근 지역은 인가가 비교적 적은 지역이라고 했지만 이곳은 한반도 서해와 맞닿아 있다. 톈진 기상국은 13일 9시 시속 3m의 서남풍이 불고 있었고, 이후 24시간 풍향이 유지되고 있어 연무가 해상으로 확산될 것이라고 전했다. 이밖에 중국과학원 산하 대기물리학연구소가 제공한 위성사진에 따르면 폭발과 화재로 생긴 검은색 연무가 발해 해상으로 이동한 것으로 확인됐다. 단 연구소는 연무가 확산되면서 유독성은 점차 ‘희석’되고 있다고 언급했다. 한편 톈진 폭발 사고로 인한 사망자수는 지역 주민과 소방관 12명 등 최소 50명으로 집계됐지만 위독한 환자도 50∼60명에 달해 사망자는 더욱 증가할 것으로 보인다. 사진=유튜브 영상 캡처(톈진 폭발 사고) 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

국내 연구진이 반도체의 소재인 실리콘보다 전자 이동이 100배나 빠르고 강철보다 200배 강해 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 뛰어넘는 특성의 물질을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 원자제어 저차원전자계 연구단 김근수(포스텍 물리학과) 교수와 연세대 물리학과 공동연구팀은 ‘포스포린’이 그래핀보다 우수한 성질을 가진 반도체 물질이라는 것을 규명하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 14일자에 발표했다. 머리카락 굵기 10만분의1 수준인 0.5㎚ 두께의 포스포린은 인(燐·P) 원자로 된 흑린 표면 몇 개 층을 떼어내 만든 것이다. 그래핀은 철보다 강하고 구리보다 전류가 잘 흐르지만 ‘밴드갭’이 없다. 밴드갭은 전자의 이동을 통제하는 일종의 장벽으로 밴드갭이 0에 가까울수록 전류가 쉽게 흘러 반도체가 아닌 도체가 된다. 밴드갭이 없기 때문에 그래핀은 필요할 때 전류를 완전히 차단하기 어려워 반도체 소자로 사용하기 쉽지 않다. 연구진은 포스포린 표면에 칼륨 원자를 흡착시키는 방법으로 밴드갭을 0~0.6까지 조절할 수 있게 했다. 이에 따라 포스포린은 반도체에서 도체까지 필요에 따라 성질을 바꿀 수 있게 됐다. 연구팀은 포스포린 트랜지스터 개발과 포스포린의 공기 중 산화를 막는 기술을 추가로 연구 중이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

- 신이 과연 있는가? - 외계인이 있나? - 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나? 일반 사람들이 천문학자를 만나면 대개 다음과 같은 세 가지 질문들을 가장 많이 하는 것으로 나타났다. 신이 과연 있습니까? 외계인이 있나요? 만약 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나요? 이 유서 깊은 질문들에 대해 미국의 한 천체물리학자가 퍽 흥미로운 답을 내놓았다. 물론 과학적인 증거와 자신의 견해를 조합해 만든 것이다. 현재로서는 가장 모범적인 답안이라 생각되어 여기에 소개한다. 참고로 그의 이름은 류(Liu)이며, 뉴욕 스태튼 아일랜드 시립대학 교수임을 밝혀둔다. -신은 과연 있는가?​ 일반적으로 과학이나 천문학은 특별히 신의 존재에 대해 언급할 대목이 별로 없다. 말하자면 그것은 과학이 답할 수 있는 영역이 아니란 얘기다. 과학은 확인된 예측과 증거에 기초해 결론을 도출한다. 하지만 신의 존재는 그러한 결론을 도출할 수 있는 영역의 문제가 아니란 뜻이다. 과학은 존재하는 것에 대한 내용과 변화를 연구할 수 있을 뿐이다. 전임 베네딕트 교황이 다음과 같은 말을 한 적이 있다. “빅뱅 이론은 신이 존재한다는 것을 말해주는 것이다.” 하지만 사실은 그렇지 않다. 빅뱅은 우주의 시초에 일어난 사건일 뿐이다. 그로부터 시간과 공간이 출발한 것이다. 그 이전에는 시간도 공간도 없었다. 많은 사람들은 이러한 천문학적 발견은 신의 존재를 증명해주는 것이라고 굳게 믿는다. 반면에, 또 다른 사람들은 우주가 존재하는 데는 신이 필요치 않다, 신은 존재하지 않는다고 생각한다. 따라서 빅뱅이 신의 존재나 부재를 증명한다고 하는 주장은 터무니없는 것이다. 물론 빅뱅이 '날아다니는 스파게티 괴물'(우주를 창조했다고 우스개삼아 일컬어지는 신)의 존재 여부도 증명해주지 않는다. 이 말은 절대 농담이 아니다. 빅뱅과 신의 존재를 결부시켜 당신이 믿는 것은 맹신일 따름이다. 어떤 사람은 이런 질문까지 한다. “그렇다면 당신의 생각은 어떻습니까?“ “모르겠습니다.” 우주는 참으로 아름다우며 복잡하고 환상적이다. 나는 지금까지 이 우주를 존재케 한 어떤 전지전능한 신적 존재를 나타내주는 증거라고는 본 적이 없다. 하지만 신이 존재하지 않는다는 증거 역시 본 적이 없다. -외계인은 있는가? 우주는 너무나 광활한 곳이어서, 이 넓은 우주에서 오로지 한 곳에만 생명이 출현할 확률은 근본적으로 제로다. 한 곳에서 생명이 출현했다면 다른 곳에서도 당연히 출현할 수 있었을 것이다. 그러나 우리는 너무나 장구한 시간과 광막한 공간으로 격리되어 있어 그들의 존재를 감지할 수 없을 따름이다. 언젠가 만날 것이란 보장도 사실 없다. 하지만 지구상에 외계인 거주지가 있다든가, 뉴멕시코 로즈웰에 UFO가 추락했다든가 하는 얘기는 사실이 아니다. 외계인 존재에 관한 증거라고 하는 것들 중 엄격한 과학적 검증을 통과한 사례는 아직껏 하나도 없다. 외계인들과 언젠가 접촉할 수 있을까? 인류의 메시지를 싣고 지구에서 송출된 라디오파가 우주공간을 여행한 지가 50년이 되었다. 이는 곧 50광년의 거리, 곧 500조km를 내달렸다는 얘기다. 그런데 우리은하만 해도 지름이 그 2000배인 10만 광년, 즉 10^18km나 된다. 그 라디오파가 우리은하를 가로지르는 데만도 10만 년이 걸린다는 뜻이다. 따라서 외계인이 비록 우리은하 안에 존재하더라도 그 신호를 수신할 가능성은 거의 없다고 하겠다. 정말 우리와 가까운 데 있지 않는 한 말이다. 그 반대의 경우도 마찬가지다. 외계인이 만약 라디오파 신호를 보냈다 하더라도 정말 가까운 별이 아니면 우리가 수신할 가능성은 거의 없다고 할 수 있다. 그러면 우리가 외계 생명체와 만날 확률이 전혀 없다는 건가? 전혀 없다고는 할 수 없다. 하지만 그럴 경우가 생기더라도 참으로 아주 먼 미래의 일일 것이다. -내가 만약 블랙홀 안으로 떨어진다면 어떻게 될까요? 두 단계로 대답하겠다. 우리 지구에는 조수 현상이 있다. 달과 지구의 인력으로 일어나는 현상이다. 달의 인력이 작용하는 방향으로 지구가 늘어나는 것이라 보면 된다. 그런데 지구 본체는 대단히 단단하기 때문에 지표가 늘어나는 것은 거의 눈에 띄지 않지만, 바닷물은 다르다. 대단히 큰 움직임을 보이는 것이다. 그게 바로 밀물과 썰물이다. 이제 당신이 블랙홀 가까이 있다고 하자. 블랙홀의 인력은 상상을 초월하는 크기이기 때문에 만약 당신이 머리부터 다이빙한다면 그 머리와 발끝에 작용하는 인력(지구의 조석력과 근본적으로 같기 때문에 조석력이라 한다) 크기의 차이로 인해 당신 몸은 짜낸 치약처럼 엄청 길게 늘어날 것이다. 마틴 리스 경은 이 현상을 ‘스파게티화’라는 용어로 나타냈는데, 참으로 적절한 표현이라 하겠다. 당신의 마지막은 원자보다 작은 입자의 흐름으로 블랙홀 안으로 소용돌이치며 사라질 것이다. 그런데 블랙홀에 빠지더라도 어떻게든 조석력을 이겨내 생존할 수 있는 상황을 가상한다면 더욱 재미있는 사실을 알 수 있다. 블랙홀은 클수록 당신에게 덜 치명적이다. 만약 당신이 빠진 블랙홀이 지구 크기만하다면 당신은 스파게티가 될 운명을 피할 수가 없다. 하지만 그 블랙홀이 만약 태양계만하다면 블랙홀의 사건 지평선(블랙홀에서 되돌아올 수 없는 한계선)에서 느끼는 조석력이 그다지 크지 않아 당신의 몸은 그런대로 원형을 보존할 수 있을 것이다. 그렇다면, 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예측한 시공간의 휘어짐은 블랙홀에서 어떻게 나타날까? 먼저 당신이 블랙홀로 뛰어들 때 빛의 속도에 가깝게 가속하여 돌입한다면, 공간 속을 움직이는 속도가 빠를수록 시간은 느리게 흘러갈 것이다. 그럼 어떤 현상이 벌어지는가? 당신이 블랙홀 안으로 떨어질 때 당신 바로 앞에는 당신보다 먼저 떨어진 것들이 보일 것이다. 그것들은 당신보다 더 많은 시간 지체를 겪었기 때문이다. 만약 뒤쪽으로 돌아볼 수 있다면, 당신보다 늦게 블랙홀 안으로 떨어진 모든 것들을 볼 수 있을 것이다. 결론적으로 말해, 당신은 당신이 있는 그 지점의 우주의 전 역사, 곧 빅뱅에서 먼 미래까지의 역사를 동시에 볼 수 있다는 뜻이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

‘맥주의 나라’로 알려진 독일을 대표하는 것은 무엇일까. 영국 리서치회사인 ‘유고브’가 지난해 10월부터 올 4월까지 독일인 1081명을 대상으로 설문한 결과는 예상과 사뭇 달랐다. 밀맥주를 즐겨 마시며 매년 뮌헨에서 맥주축제인 ‘옥토버페스트’를 여는 독일인이지만 절반 이상(57%)이 “맥주보다 와인이 좋다”고 답했다. 맥주는 독일인이 꼽은 대표 상징물 순위에도 이름을 올리지 못했다. 독일 심리학자 홀거 가이슬러의 말처럼 독일인에 대한 고정관념은 실제와 차이가 났다. 독일 DPA통신 등 현지 언론들은 유고브의 설문을 인용해 독일인이 꼽은 대표 1~3위는 자동차 폭스바겐(63%·복수응답)과 19세기 대문호 괴테(49%), 현 총리인 앙겔라 메르켈(45%)이라고 11일 보도했다. 폭스바겐은 ‘딱정벌레형 자동차’로 유명한 자동차회사다. 나치 통치기인 1937년 설립돼 부자의 전유물이던 자동차 보급에 앞장섰다. 이어 4~6위는 독일 국가(44%), 축구대표팀(39%), 통일의 기반을 닦은 빌리 브란트 전 총리(30%)가 꼽혔다. 나치 독재자인 아돌프 히틀러(25%)는 7위에 이름을 올려 세계적 물리학자 알베르트 아인슈타인(24%)을 간발의 차로 제쳤다. 9~10위는 아인슈타인에 소수점 이하의 수치로 밀린 전통 음식 커리부어스트와 작곡가 요한 제바스티안 바흐가 각각 차지했다. 맥주가 외면받은 것과 달리 주로 맥주와 함께 먹는 소시지(15%)가 12위에 꼽힌 사실도 흥미롭다. 공산주의를 창시한 카를 마르크스(9%)는 16위에 그쳤다. 오상도 기자 sdoh@seoul.co.kr

반갑네, 나는 영국의 물리학자이자 소설가인 찰스 퍼시 스노 남작일세. 1980년 75세의 나이로 세상을 뜬 지 35년 정도가 흘렀군. 내 이름이 익숙한 사람도 있을 거야. 1959년 케임브리지대학 리드 강좌에서 말했던 과학과 인문학 사이의 의사소통 단절에 관한 ‘두 문화’ 이론을 기억한다면 말야. 내 자랑을 하는 건 아니지만, 과학과 관련된 소통 문제에 있어 나만한 전문가는 없다네.난 요즘 발표되고 있는 과학분야 성과를 볼 때마다 20세기가 물리학의 시대였다면 21세기는 생물학의 시대가 아닌가 하는 생각이 들어. 그렇지만 줄기세포나 유전자 치료 등 생명과학 기술은 인간의 건강한 삶을 보장하기도 하지만 그로 인한 유전적 차별이나 생태계 변화 같은 부정적 면도 무시할 수는 없다네. 유전자 조작이 일상화된 미래사회를 그린 ‘가타카’ 같은 류의 영화들이 끊임없이 나오는 것을 보면 대중도 생명과학의 양면성에 주목하고 있다는 것은 분명한 듯해. 생명윤리가 주목받는 것도 바로 그런 이유지. 지난달 30일 미국국립과학원(NAS)이 ‘유전자 드라이브’ 기술에 관해 토론회를 개최한 것도 같은 맥락이라고 할까. 유전자 드라이브를 쉽게 설명하자면 모기 한 마리에 말라리아를 일으킬 수 있는 유전자를 제거한 뒤 야생에 풀어놓아 말라리아를 퇴치하거나, 생태계를 교란시키는 동식물에 불임 유전자를 이식해 사라지게 하는 등의 기술을 말하지. 생명윤리에 대해서는 일반 대중이나 인문학자 이외에 과학자들 내부에서도 논란이 있는 것 같더군. ‘우리 안의 선한 천사’, ‘빈 서판’의 저자로 유명한 진화심리학자인 하버드대 스티븐 핑커 교수가 “과학에 대한 지나친 윤리적 간섭은 혁신을 지연시키기 때문에 득 될 것이 없다”는 주장을 했다더군. 부정확한 미래 예측을 기반으로 지나치게 윤리기준을 높이면 과학의 앞길을 막을 수 있다는 거겠지. 반면 영국의 생명윤리학자인 대니얼 소콜은 “생명윤리는 연구를 못하게 하자는 것이 아니라 연구의 위험성에 대한 판단을 과학자들에게만 맡겨서는 안 된다는 것”이라고 반박했다더군. 많은 연구자들은 자신의 연구방향이 옳다고 생각하기 때문에 한순간의 오판은 엄청난 사회적 비용을 부담시킬 수 있으니 어느 정도의 간섭은 필요하다는 말 아니겠어. 양쪽 모두 일리는 있어. 그런데 이런 문제에 있어서 내 생각은 이거야. 과학자들이 폐쇄적인 전문가주의를 버리고 실험실 밖으로 나와 대중이 충분히 이해할 수 있도록 설명하는 기회를 자주 만들어야 한다는 거지. 그래야만 서로 이해관계의 상충 없이 멋진 신세계를 열 수 있지 않겠냐 말일세. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국과학기술원(KAIST·총장 강성모)은 재료공학분야 세계 1위인 미국 매사추세츠공대(MIT), 이스라엘 테크니온공대(Technion)와 나노 신소재 분야 공동 심포지엄을 개최한다고 10일 밝혔다. 11일 대전 본교 KI 빌딩에서 열리는 ‘KAIST-MIT-Technion 나노 신소재 2015’ 국제 심포지엄에는 3개 대학의 재료공학 연구자 300여명이 참석한다. 심포지엄은 ▲지속 가능한 에너지 발전 및 저장 소재 ▲ 기능성 나노 소재 ▲자성 및 다강성 소재 등 3개 세션으로 나눠 진행되며 재료공학 전문가 10명이 참여해 발표와 토론을 한다. 해외 전문가로는 MIT에서 해리 털러 재료공학과 교수 겸 고체 상태 이온(Solid State Ionics) 학회장, 제프리 비치 재료공학과 교수, 그레고리 럿리지 화학공학과 교수가, 테크니온공대에서는 아브너 로스칠드 재료공학과 교수, 예어 아인 엘리 화학공학과 교수가 참여한다. KAIST에서는 김일두 신소재공학과 교수, 박병국 신소재공학과 교수, 정연식 신소재공학과 교수, 양찬호 물리학과 교수, 이도창 생명화학공학과 교수가 참여한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

과학은 반역이다/프리먼 다이슨 지음/김학영 옮김/반니/436쪽/1만 9000원 과학자는 자신의 이념과 학설에 충실한 채 다른 주장과 영역에 좀처럼 눈을 돌리지 않는 전문가로 인식되기 일쑤다. 과학자가 그렇게 융통성이 없다면 어떻게 그 많은 발명과 발견이 가능했을까. ‘과학은 반역이다’는 그런 인식의 간극에 초점을 맞춰 과학의 실체를 파고든 에세이로 눈길을 끈다. 저자는 과학자이면서 인간이 처한 현실을 외면하지 않고 대안과 해법을 모색해 온 인물로 유명하다. 제2차 세계대전 중에는 민간 과학자로 영국 공군을 위해 일했고 물리학계에선 이른바 ‘슈뢰딩거-다이슨 방정식’을 통해 노벨상 후보에 오르기도 했던 과학계의 거장이다. 그런 그가 과거의 제약과 불평등에서 벗어나려는 합리적 이성의 저항으로 과학을 규정하고 숱한 사례들을 보여 준다. 그 사례들은 하나로 꿰어진다. ‘시의 관점이 하나가 아닌 것처럼 과학에도 유일한 관점 같은 것은 없다. 그럼에도 공통 요소가 있으니 동서양을 막론하고 지역의 우세한 문화가 강요한 제약들에 맞서는 것, 즉 반역이다.’ 과학은 독점의 대상이 아니며 누구에게나 무궁무진하게 열려 있는 상상력의 산물이라는, 그 반역의 사례는 아주 풍부하다. 핵무기 개발에서 손을 떼고 반핵운동에 힘쓴 조지프 로트블랫이며 도덕적 이유로 정부나 기업과 관련된 일을 거절한 노버트 위너가 대표적이다. 분자생물학 창시자 중 한 명이었던 존 데즈먼드 버널은 인간과 사회를 바꿀 원초적 아이디어를 제시했고, 고드프리 해럴드 하디는 화학이 야기한 불평등을 신랄하게 지적했다. 그런가 하면 체제에 저항했던 챈들러 데이비스와 안드레이 사하로프는 16·17세기의 조르다노 브루노와 갈릴레오 갈릴레이, 18세기의 벤저민 프랭클린과 조지프 프리스틀리로 이어져 온 반체제의 오랜 전통을 잇는 과학자로 묘사된다. 책의 특장은 그저 과학의 영역에 머물지 않는 데 있다. 철학, 신학, 인문학을 넘나들며 풀어내는 반역의 역사에서 예사롭지 않은 과학자의 면모가 드러난다. 그 대표적인 대목은 과학과 종교의 갈등 구조를 보는 시각이다. 특히 서양 과학의 뿌리가 기독교 신학인 탓에 과학과 신학을 본질적으로 같다고 보는 견해는 경계해야 한다고 말한다. 과학은 어느 곳에서나 같은 방식으로 작동하지만 신학은 그렇지 않은 것처럼 과학과 종교는 상보적이라는 것이다. 다가올 미래에는 생물공학과 자기 증식 기계, 우주식민지가 현실화될 것이라는 저자는 책 말미에 이렇게 말한다. “이 기술이 재앙이 될지 대안이 될지는 우리의 행동, 즉 시민 의식에 달려 있다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

슈퍼지구 삼 형제가 발견됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 보도했다. 이들 가운데 ‘엄마 별’인 모성 옆에 있는 슈퍼지구는 지금까지 발견된 슈퍼지구 가운데 ‘엄마 별’과 가장 가까운 거리를 공전하고 있다고 천문학자들이 설명했다. 엄마 별 주위를 돌고 있는 슈퍼지구 삼 형제 가운데 가장 가까운 슈퍼지구는 너무 사이가 좋아서인지 그안은 너무 뜨겁게 달궈져 있다. 이 슈퍼지구는 북반구 별자리로 21광년 거리에 있는 카시오페이아자리 속에 숨겨져 있었다. 이 별자리는 M자나 W자, 혹은 3자라는 특징있는 모양으로 널리 알려졌다. ‘HD219134b’로 명명된 이 슈퍼지구는 엄마 별(HD219134)을 다른 두형제 슈퍼지구, 그리고 ‘큰 딸’ 거대 가스행성과 함께 공전해 하나의 ‘가족’ 같은 항성계를 이루고 있다. 연구논문에 따르면, 슈퍼지구 삼 형제는 모두 우리 지구보다 질량이 크다. 하지만, 목성이나 토성, 해왕성과 같은 가스형 행성보다는 가볍다. ‘엄마 별’과 가장 친한(?) 첫 번째 슈퍼지구는 공전궤도가 3일로, 우리 시점에서 보면 현재 엄마 별의 얼굴 앞을 가로지르고 있다. 천문학자들은 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경과 지상 망원경 등의 관측 장비를 사용해 이 슈퍼지구의 질량이 우리 지구보다 4.5배 무거우며 크기는 1.6배 크다는 것을 확인했다. 연구에 참여한 스위스 제네바대 스테판 우드리 박사는 “이런 정보는 이 행성이 지구와 매우 비슷한 밀도와 구성을 가지고 있는 것을 시사한다”고 말했다. 또 “이 행성은 별에 매우 가까워 온도는 섭씨 427도 정도”라면서 “아마 지표면은 녹아 있고 녹은 용암과 화산들로 이뤄진 세계로 생명체가 살기에는 적합하지 않다”고 설명했다. 이 행성은 ‘생명체거주가능지역’(habitable zone)으로 불리는 위치에 있지 못해 녹은 물이 없어 사실 생명체가 살 수 없다는 것이다. 하지만 이 슈퍼지구에 천문학자들이 관심을 보이는 이유는 따로 있다. 이는 ‘엄마 별’과 가까운 행성 가운데 이 슈퍼지구가 지구에서 가장 가까운 거리에 있다는 것이다. 이에 대해 하버드-스미소니언 천체물리학센터의 라스 버츠해브 박사는 “대부분의 알려진 행성은 수백 광년 떨어져 있다”면서도 “그런데 이 행성은 사실상 옆집에 있는 이웃이나 마찬가지”라고 말했다. 즉 이 슈퍼지구는 ‘엄마 별’을 배경으로 행성 대기와 구성을 분석하는 추가 연구를 할 수 있는 기회를 제공하는 것이다. 우드리 박사는 “모성의 표면을 통과하는 이런 항성계는 별빛이 행성을 비추므로 행성 대기의 특성을 알 수 있게 하므로 특히 관심이 간다”고 말했다. 이번에 천문학자들의 큰 관심을 받게 된 슈퍼지구는 흥미롭게도 다른 두 슈퍼지구를 형제로 두고 있다. 엄마 별 옆에 두 번째로 있는 슈퍼지구는 지구보다 2.7배 무겁고 공전주기는 6.8일이다. 그다음 슈퍼지구는 지구보다 8.7배 무겁고 공전주기는 47일이다. 가장 멀리는 목성형 가스 행성의 공전주기는 3년이다. 한편 이번 연구성과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 발표됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘용의 입에서 무엇이 나오는가’라는 물음을 보주에도 다시 던진다. 조각 작품에서는 보주를 보석으로 나타내므로 구멍이 없다. 하지만 회화 작품에서는 구멍에서 무엇인가 나오는 표현이 얼마든지 가능하다. 보주는 만물생성의 근원이므로 그 광경을 어떻게 나타내야 할 것인가. 괘불(掛佛)부터 살펴보려 한다. 계룡산 신원사에는 길이 11.2m, 폭 6.9m의 큰 불화가 있다. 괘불이라고 부르는 이런 큰 불화는 세계에서 우리나라밖에 없다. 1664년 작품인 노사나불탱으로 괘불로는 꽤 이른 시기의 것이다. 임진왜란 이후 괘불이 제작되기 시작해 중요한 불사(佛事) 때 대웅전 앞에 드높이 달아서 야단법석(野壇法席)을 떨었다. 괘불에 그려진 거대한 부처님은 조형언어로 설법하고 계신데 중생은 알아듣지도 읽어내지도 못한다. 이 괘불에서는 석가여래가 직접 설법하지 않고 노사나불이란 보신불(報身佛)로 나타나 설법한다. 흔히 여래나 보살이 머리에 보관(寶冠)을 쓰고 있다고 한다①. 동양의 미술사학자 모두가 그렇게 말한다. 기독교 미술의 보관도 서양의 미술사학자들은 그렇게 설명한다. 하지만 신원사 괘불은 물론 모든 불화의 보관은 보관이 아니다. 자세히 채색 분석하면 보주의 구멍에서 무수한 보주가 줄줄이 이어 생겨나는 극적인 광경을 볼 것이다(②, 부분 확대한 ③). 여래의 얼굴에서 사방으로 제1영기싹 다발이 나오고 다시 제1영기싹이 연이어 돋아나는 것을 보주가 줄줄이 나오는 모습으로 나타낸 것이다. 중간중간 큰 꽃 같은 것이 보인다. 이것도 꽃이 아니라 중앙의 보주가 무한히 확산하는 모습이다. 꽃잎처럼 표현했지만 그 작은 꽃잎 같은 것에 반드시 작은 흰 점을 찍었다. 구멍에서 나오는 작은 보주다. 중앙에는 보주도 있지만 제1영기싹도 있어서 두 가지가 같은 것임을 알 수 있다. 그러므로 큰 꽃 같은 모양도 무량보주다. 그 사방에서 제1영기싹에 이어 보주가 나오기도 하고, 바로 보주가 나오기도 한다. 그런데 연이은 잘디잔 보주들이 멀리서 보면 마치 줄 같다. 실제로 작은 작품에서는 줄로 표현할 수밖에 없는데 연이은 보주로 읽어야 함을 알 수 있다. 부분 확대한 것을 보면 분명히 보인다. 사람들은 이 부분을 영락장식(瓔珞裝飾), 즉 구슬 장신구라 부르지만 결코 장신구가 아니다. 여래의 본질을 깨달으면 보관이란 갖가지 영기문, 특히 제1영기싹들과 보주들이 여래의 머리에서 발산하는 장엄한 광경이라는 것을 알 수 있다. 여래가 무슨 호화스런 보관을 쓰겠으며, 온몸을 값비싼 보석으로 장식하겠는가. 모두가 온몸에서 발산하는 강력한 영기문이다. 식물 모양 영기문도 많지만, 가장 두드러지는 것은 크고 작은 무량한 보주의 엄청난 확산이다. 온몸 전체에서 발산하는 영기문을 이 글에서는 보여 주지 못하니 상상하기 바란다. 어느 교수가 독일 여행을 하다가 필자에게 사진을 보냈다. 독일 뮌헨의 작은 박물관에서 찍었다는 ‘성모마리아와 아기 예수상’을 보고 깜짝 놀랐다④. 크기가 30×40㎝ 정도인 17세기 작품으로 온통 보주가 가득 차 있지 않은가. 광배는 갖가지 형태와 색의 큰 보주를 둘렀는데 보주들에서 영기문이 발산하고 있다. 광배 윗부분에서는 화려한 보석들로 이루어진 세 군집의 보주가 세 방향으로 발산하고 있다. 마리아의 머리는 가운데 보라색 큰 보주를 중심으로 수많은 흰색 보주로 가득 찼으며, 양쪽 어깨에서도 흰색 보주들이 내려온다. 신원사 여래상의 줄줄이 이어져 내려오는 보주들의 전개와 같지 않은가. 아기 예수도 머리와 온몸이 보주에 파묻힐 지경이다. 마리아상 배후의 식물 모양 영기문은 고구려 벽화 영기문과 같다. 프레임 내부는 흰색 보주로 둘러서 마리아 모자상의 ‘보주화생’을 보여 준다. 넓은 테두리의 네 귀와 각각의 중간에 우리의 무량보주처럼 꽃 같은 무늬가 자리잡고 있는 것도 놀랍다. 꽃으로 보이나 무량보주를 압축해 보여 주는 매우 중요한 조형이다. 회를 달리하여 설명해야 하는 중요한 주제다. 나아가 그 무량보주에서 발산하는 덩굴 모양 영기문이 우리의 영기문 전개와 똑같지 않은가. 서양의 기독교미술 역시 동양의 불교미술에서 보이는 영기문의 전개 원리와 똑같다는 것을 파악하고는 놀라움을 금할 수 없었다⑤. 그런데 동서양의 학자들은 보주를 화려한 값비싼 보석으로 알고 있으니 이 동서양의 두 작품을 전혀 올바르게 해석할 수 없는 것이다. 두 작품에 그치지 않고 모든 불화와 성화가 그러하니 새로운 해석은 세계의 조형을 올바로 밝히는 계기가 될 수 있다. 지난해 필자는 로마의 시인 루크레티우스(BC 99~BC 55)의 철학적 서사시 ‘사물의 본성에 대하여’를 흥미 있게 읽었다. 그는 에피쿠로스(BC 341~BC 270)의 철학을 미묘한 점에 이르기까지 시로 재현하려 하였다. 그는 사물은 원자로 이루어졌으며, 더이상 쪼갤 수 없는 작은 조각들이 빈 공간을 떠다니는 것이라고 믿은 원자론자였다. 이 서사시는 매우 난해하여 만일 보주를 밝히지 못했다면 정독할 수 없었을 것이다. 이 책이 르네상스를 일으킨 원동력이 됐다는 사실을 아는 사람은 드물다. 그린 블랫의 ‘1417년, 근대의 탄생-르네상스와 한 책 사냥꾼 이야기’란 책은 30대 후반의 인문주의자 포조 브라촐리니가 남부 독일의 구석진 수도원의 서가에서 ‘사물의 본성에 관하여’를 발견하여 필사하는 과정을 흥미진진하게 서술한다. 저자는 당시로는 가장 위험한 사상인 무신론이 숨어 있는 이 책의 극적인 발견이 기독교 교리에 의해 인간의 사상과 자유가 속박당한 암흑의 중세를 마감하고, 재생의 르네상스 태동의 계기가 됐다고 말한다. ‘근대의 탄생’은 원래 제목이 ‘일탈’(Swerve)이었다. 책의 발견과 필사가 시대를 뜻밖의 방향으로 일탈하게 만들어 르네상스가 태어났다는 의미다. 무릇 일탈하지 않으면 위대한 시대는 오지 않는다. 에피쿠로스는 원자를 입자라고 부르며 설명했다. 신원사 괘불의 보주에서 보는 작은 입자의 전개가 요즈음 물리학에서 밝힌 원자의 구성 원리와 매우 흡사하다. 여래와 보살이 보주의 집적이라는 놀라운 진실을 알아낸 필자는 원자의 구조는 물론 백제 무령왕릉에서 출토된 목걸이의 무량보주를 보고 소스라치게 놀랐다⑥. 바로 핵의 구조와 같지 않은가. 왕이나 왕비 역시 신적인 존재였으므로 역시 모두가 보주의 집적이었던 것이다. 가야 지방에서 출토된 금제 용 아기와 보주도 마찬가지였다⑦. 세계는 하나였다. 강우방 일향한국미술사연구원장

일부 과학자들이 영화 속에서나 등장했던 시간여행이 이론적으로는 가능할 수 있다는 주장을 내놓은 가운데 , 일각에서는 시간여행의 부작용을 언급하고 있어 학계의 관심이 쏠린다. 라이브사이언스의 29일자 보도에 따르면 미국 미시간공과대학교의 로버트 네미로프 교수는 최근 지난 5월 발표한 글에서 “시간여행은 시공간과 차원이 다른 또 다른 나를 만들고, 결국 이것 때문에 많은 것이 파괴될 수 있다”고 지적했다. 네미로프 교수의 이론은 다음과 같다. 만약 A라는 사람이 시간여행을 통해 과거 혹은 미래로 가게 될 경우 A의 도플갱어 즉 또 하나의 자신을 만나게 되고, 이렇게 만난 A와 A의 도플갱어는 결국 서로를 파괴하게 되는 결말을 낳는다는 것. 이는 시간여행을 소재로 다룬 영화인 ‘루퍼’의 스토리와 비슷하다. 영화 속 주인공인 브루스 윌리스와 조셉 고든 래빗은 각각 현재와 미래에 사는 하나의 인물로, 미래로부터 온 자신(브루스 윌리스)을 죽여야 하는 킬러(조셉 고든 래빗)의 이야기를 다룬다. 영화는 네미로프 교수의 이론과 상당히 유사하다. 미래에서 온 브루스 윌리스와 조셉 고든 래빗은 서로 마주쳐서는 안되며, 서로를 알아보는 순간 시간여행의 부작용인 ‘차원의 폭발’이 발생한다. 영화와 마찬가지로 네이로프 교수 이론 역시 서로 다른 시공간에서 동일한 개체가 마주했을 때 부작용이 있을 수 있다는 것을 시사한다. 네이로프 교수는 “빛보다 최소 5배 빠른 속도로 우주선을 타고 이동하면 미래로 갔다가 다시 되돌아오는 것이 이론상 가능하다. 과거로 가는 방법도 마찬가지다. 하지만 이것이 실제로 일어나게 되면, 시간여행을 하는 동일한 ‘자신’ 2명이 동일한 공간에 생기고, 여기데 또 다른 제3의 ‘자신’이 또 생겨날 가능성이 있다. 결과적으로 이들이 만나면 서로가 서로를 파괴하는 결말을 낳을 수 있다”고 설명했다. 네이로프 교수의 자세한 이론은 수학, 물리학, 전산학 등 이공 계열의 출판 전 논문을 수집하는 웹사이트인 ‘arXiv. org’를 통해 공개됐으며 라이브사이언스에서도 확인할 수 있다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr